Система разделения



Система разделения
Система разделения
Система разделения
Система разделения
Система разделения

 


Владельцы патента RU 2577157:

Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" (RU)

Изобретение относится к космонавтике и может быть использовано для разделения силовых конструкций космических аппаратов. Система разделения (СР) содержит силовые узлы в виде двух силовых элементов, охватывающих шпангоуты разделяемых конструкций с обеспечением направления вектора нагрузки через нейтральные оси шпангоутов разделяемых конструкций, бандаж в виде каната из свитых между собой проволок, пироузлы, толкатели отделения. Изобретение позволяет увеличить массу полезной нагрузки, температурный диапазон применения СР, уменьшить ударный импульс на конструкцию от пиросредств. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к системам сброса или отделения объектов, преимущественно космических аппаратов (КА) и других полезных нагрузок (ПН) от несущих конструкций (адаптеров или приборных отсеков) ракет-носителей при их выводе на расчетную орбиту и может быть использовано в области ракетно-космической техники.

Известны системы разделения частей космического аппарата (патент RU 2268208 С2, RU 2293694 С1), содержащие разъединяемое удерживающее устройство, установленное между несущей конструкцией и полезной нагрузкой и включающее в себя дискретно расположенные на несущей конструкции механические замки, устройство фиксации замков, содержащее многолучевую фиксирующую звездочку, закрепленную в центре конструкции окружности установки замков и удерживаемую от поворота пиросредством. При этом система содержит толкатели отделения ПН от несущей конструкции

Недостатком этих систем разделения (CP) является расположение устройства фиксации замков, выполненного в виде многолучевой звездочки, в центре окружности конструкции установки замков, что не позволяет данную систему разделения использовать для крепления и отделения ПН, у которых на нижней части корпуса размещено оборудование, например антенна, датчик (или другая аппаратура), что является существенным ограничением для использования данной СР.

В результате анализа патентной и научно-технической литературы в качестве прототипа заявленной системе разделения принята система разделения ступеней ракеты, содержащая бандаж из двух полос, концы которых стянуты двумя диаметрально расположенными соединительными узлами, каждый из которых включает соединительные элементы и пироузел (RU 2161111 С1), а силовые узлы соединены с лентами и односторонне охватывают шпангоуты разделяемых конструкций.

Недостатками этой системы разделения является то, что силовые узлы односторонне охватывают шпангоуты разделяемых конструкций и вектор стягивающей нагрузки проходит мимо нейтральных осей этих шпангоутов. В результате для установки CP шпангоуты выполняются излишне массивными, а для заделки в углепластиковую изогридную оболочку еще и относительно большой высоты. Все это приводит к существенной массе шпангоутов разделяемых конструкций. Применяемый бандаж не позволяет использовать CP в большом температурном диапазоне вследствие разных коэффициентов термического расширения шпангоутов разделяемых конструкций и стягивающей ленты. Для обеспечения прочности лента бандажа выполняется из высокопрочной стали, а шпангоуты из легких сплавов. При изменении температуры конструкции от условий, при которых происходит сборка, удлинение стягивающей ленты отличается от удлинения шпангоутов. В результате при изменении температуры в одну сторону, происходит ослабление натяжения стягивающей ленты и падение усилия затяжки стыка шпангоутов разделяемых конструкций, в другую - происходит увеличение натяжения ленты и уменьшение ее запаса прочности.

Чаще всего конструкция, к которой крепится отделяемая полезная нагрузка, имеет размеры, определяемые общим построением компоновочной схемы. CP прототипа рассчитана на максимальные нагрузки для заданного диаметра шпангоутов разделяемых конструкций и изменение ее массовых характеристик невозможно без изменения характеристик силовых узлов.

Также применяемый бандаж не позволяет использовать CP уменьшать количество силовых узлов (башмаков), т.к. при натяжении лента должна равномерно опираться на эти силовые элементы.

Пироузлы указанных CP крепятся жестко либо на конструкции, либо на силовых узлах. При срабатывании пироузлов ударный импульс распространяется по конструкции. Это ограничивает возможности компоновки и монтажа приборов, чувствительных к удару.

Задачей изобретения является улучшение эксплуатационных возможностей применения СР.

Поставленная задача решена тем, что в CP силовые узлы, выполненные в виде двух силовых элементов, охватывают шпангоуты разделяемых конструкций так, что вектор стягивающей нагрузки проходит через нейтральнее оси этих шпангоутов, в шпангоутах отсутствуют отверстия, ослабляющие эти шпангоуты, бандаж удерживающий от срабатывания силовые узлы, выполнен из витого каната, а концы каната закреплены в пироузлах, которые установлены без жесткого крепления к конструкции. При этом бандаж не имеет жесткого крепления к силовым узлам (Фиг. 5)

Изобретение поясняется чертежами:

- на фиг. 1 представлена система разделения в положении удержания;

- на фиг. 2 изображены элементы системы разделения сверху;

- на фиг. 3 - расположение силового узла в естественном окне изогридной конструкции;

- на фиг. 4 - силовой узел;

- на фиг. 5 - пироузел.

CP (фиг. 2) содержит силовые узлы 3, установленные по окружности в естественные окна 7 (фиг. 3) изогридных разделяемых конструкций. Силовой узел 3 в форме замкнутой скобы выполнен из двух силовых элементов 8, 9 (фиг. 4), расположенных по разные стороны шпангоутов разделяемых конструкций в сечении. Силовые узлы 3 стянуты бандажом 4 (фиг. 2), который закреплен двумя диаметрально расположенными пироузлами 5 (фиг. 2). Бандаж 4 представляет собой канат, выполненный из свитых между собой проволок. Натяжение бандажа производится стяжными элементами.

CP работает следующим образом.

После выведения полезной нагрузки 1 (фиг. 1) на расчетную орбиту подается электрический сигнал на срабатывание пироузлов 5 (фиг. 2). Бандаж 4 размыкается, увеличивая диаметр и освобождая исполнительные элементы силовых узлов. В результате этого происходит срабатывание силовых узлов 3 и освобождение стягиваемых шпангоутов 10, 11 (фиг. 4) разделяемых изогридных конструкций. Под действием толкателей 6 (фиг. 2) полезная нагрузка отделяется от несущей конструкции.

Технический результат изобретения состоит в том, что:

- вектор нагрузки Р (фиг. 4) в силовых узлах проходит через нейтральные оси шпангоутов изогридных разделяемых конструкций 12 (фиг. 4), что является оптимальным для жесткости и прочности шпангоутов вследствие исключения их кручения, а в шпангоутах для установки силовых узлов не требуются отверстия;

- увеличен температурный диапазон применения СР. При изменении температуры конструкции от условий, при которых происходит сборка, удлинение бандажа отличается от удлинения шпангоутов. В результате при изменении температуры происходит либо ослабление натяжения бандажа, либо увеличение его натяжения. Канат, выполненный из свитых между собой проволок, в сравнении с лентой одинаковых материалов и одинаковых сечений при натяжении одинаковой силой имеет большее удлинение, а изменение длины бандажа от одинаковых температур одинаково для каната и ленты. В результате изменение длины бандажа от температурных деформаций приводит в канате к меньшим изменениям силы в сравнении с лентой;

- обеспечена возможность установки минимально необходимого количества одинаковых силовых узлов для разных нагрузок в стыке разделения одного типоразмера. Т.е. количество силовых узлов при уменьшении расчетной нагрузки в стыке разделения уменьшается пропорционально нагрузке, при этом используются естественные окна изогридных разделяемых конструкций и не требуется специальный фланец на шпангоуте для крепления башмаков;

- снижение ударных нагрузок при срабатывании пироустройств обеспечено тем, что пироузлы расположены диаметрально противоположно. При этом бандаж и силовые узлы не имеют жесткой связи с элементами конструкции;

- уменьшение разновременности срабатывания силовых узлов, что позволяет уменьшить угловые возмущения, сообщаемые отделяемой полезной нагрузке.

Таким образом, предлагаемая CP позволяет улучшить эксплуатационные возможности применения:

- увеличивается масса ПН за счет уменьшения суммарной массы CP и шпангоутов разделяемых изогридных конструкций, а также за счет уменьшения средств теплозащиты;

- увеличивается температурный диапазон применения CP;

- уменьшается ударный импульс на конструкцию при срабатывании пиросредств.

1. Система разделения, содержащая силовые узлы, бандаж, пироузлы, толкатели отделения, отличающаяся тем, что силовые узлы выполнены в виде двух силовых элементов, охватывающих шпангоуты разделяемых конструкций с обеспечением направления вектора нагрузки через нейтральные оси шпангоутов разделяемых конструкций.

2. Система разделения по п. 1, отличающаяся тем, что бандаж представляет собой канат, выполненный из свитых между собой проволок.

3. Система разделения по п. 1, отличающаяся тем, что количество силовых узлов для одинаковой конфигурации шпангоутов разделяемых конструкций меняется в зависимости от нагрузки и силовой структуры конструкции.

4. Система разделения по п. 1, отличающаяся тем, что пироузлы установлены в бандаже диаметрально противоположно без жесткого крепления к конструкции, а бандаж не имеет жесткой связи с силовыми узлами.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к малым космическим аппаратам, выводимым на орбиту из транспортно-пускового контейнера (ТПК) (напр., при возвращении грузового корабля после его расстыковки с МКС).

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано для разделения и сброса головного обтекателя (ГО) ракеты-носителя (РН). Устройство разделения и сброса ГО РН содержит створки с возможностью вращения, толкатели, опирающиеся на фитинги РН, хвостовик со сферическими законцовками, пружины с противоположным направлением навивки и установленные одна в другую.

Изобретение относится к управлению движением космического объекта (КО), например пилотируемого КО, после его отделения от другого КО, например ракеты-носителя (РН).

Изобретение относится к космической технике, а именно к устройствам отделения космического аппарата. Устройство отделения КА содержит разъединяемое удерживающее устройство между несущей конструкцией с отверстием и КА с отверстием с выступами для фиксации упора, механические замки со стержнем с шайбой и гайкой, упором и отверстием со смещением относительно оси стержня, фиксирующее звено, удерживающее звено с выемкой на оси вращения.

Изобретение относится к ракетно-космической технике и предназначено для крепления пиротехнических узлов с остаточной деформацией после их срабатывания, преимущественно пироножей.

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для соединения и разъединения частей космического аппарата. Механический рычажный замок содержит кронштейн, закрепленный на первом отделяемом элементе, коромысло с возможностью поворота на оси и зафиксированное по цилиндрической поверхности второго отделяемого элемента или накладки, рычаг с возможностью поворота на кронштейне, штырь с резьбовой частью, гайкой, пружиной и опорой, контактирующей с кронштейном, пружину, расположенную на оси соединения рычага с кронштейном, с концами, выведенными наружу или внутрь и упруго поджимающими поверхности рычага и кронштейна, опору замка, контактирующую с первым отделяемым элементом.

Изобретение относится к средствам стыковки частей космических аппаратов и их оборудования, в частности, радиолокационной антенны (РЛА). Устройство содержит расположенные по осям симметрии РЛА опорные узлы (ОУ) и узлы связи (УС).

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для герметизации стыков стыковочных агрегатов. Механизм герметизации стыка стыковочных агрегатов содержит стыковочные шпангоуты с системами замков с пассивными крюками и активными крюками на эксцентриковых валах со шкивами с зубьями, электроприводы, торцевое уплотнение на шпангоуте, тяги в виде сегментов зубчатого колеса с цилиндрическими элементами на торцах и торцевыми зубьями для соединения шкивов и выходного вала привода, замки, стяжки в виде стержня со сферическими элементами по торцам и накидными гайками для соединения сегментов зубчатого колеса.

Держатель // 2558960
Изобретение относится к средствам временной фиксации различных устройств на космическом аппарате (КА), в частности панелей солнечных батарей. Держатель имеет корпус, из которого выступает стягивающий штырь (2), удерживающий элементы (4.1-4.n).

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для доставки на орбиту полезной нагрузки небольшой массы. Транспортно-пусковой контейнер (ТПК) содержит корпус с крышкой и направляющими, узел фиксации полезной нагрузки, механизм выдвижения полезной нагрузки с подвижной кареткой или каретками с синхронизирующей тягой, полиспастом или полиспастами с тяговым элементом из аримидного шнура и пружиной.

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в устройствах разделения элементов ракет. Безимпульсный делитель, установленный на разделяемой оболочке пространственной формы, содержит детонирующий удлиненный заряд (ДУЗ), инициатор ДУЗа, вставку в виде выступа П-образной формы с завулканизированным эластомером, Г-образную разрезную пластмассовую втулку. Изобретение позволяет упростить конструкцию узла разделения, повысить уровень защиты внутренней полости разделяемых частей от действия ДУЗа. 1 ил.

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано в головных обтекателях (ГО) ракет космического назначения (РКН). ГО для РКН представляет собой трехслойную конструкцию из полимерных композиционных материалов в виде двухстворчатой оболочки переменной кривизны, содержит внешний несущий слой из углепластика, внутренний несущий слой, металлический сотовый заполнитель в виде одинаковых по массе и размеру пластин с термитно-зажигающей смесью (ТЗС) с окислителем, которым является хлорат калия или перхлорат калия, порошкообразным металлом, которым является магний, или алюминий, или титан, или сплав, и связующим, которым является коллоксилин. Масса ТЗС зависит от массы конструкции оболочки ГО, теплоты, выделяющейся при сгорании ТЗС, средней температуры конструкции оболочки ГО на момент вхождения в плотные слои атмосферы, температуры, необходимой для обеспечения начала самопроизвольного процесса горения конструкции оболочки ГО. Изобретение позволяет обеспечить сгорание ГО при движении по траектории спуска в слоях атмосферы, исключить необходимость выделения района падения для ГО. 9 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.

Изобретение относится к способам создания в космосе связки космического аппарата (КА) с космическим объектом (КО). Контролируют положение в пространстве троса (2), развернутого с борта КА (1), используя датчики видеонаблюдения (4) на КА и/или датчики положения (5) на тросе. Вводят в систему управления КА модель троса, описывающую его конфигурацию и её изменение по времени. Перемещают КА по траектории М0, М1, М2 … Мn его центра масс с помощью двигателей ориентации (6) и маршевых (7), формируя конфигурацию узла (8) вокруг КО (3). Конец троса (2) может быть закреплён на КО (3). Затягивание узла на КО производят дальнейшим движением КА, например, подобным буксировке. Технический результат изобретения заключается в расширении возможностей тросовых систем при решении традиционных и новых задач управления движением различных КО. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к стыковочным средствам и инструментам внекорабельной деятельности. Устройство содержит корпус (1), закрепленный на внешней поверхности космического корабля, с кольцом (2), имеющим направляющие выступы (3) и датчики касания (4) с взаимодействующим активным устройством (АУ). В корпусе установлен диск (5) с приемным узлом (6). Диаметр его цилиндрической части (8) соответствует диаметру АУ. Внутренняя коническая поверхность (9) образует упор для элементов АУ при создании жесткого механического интерфейса. Перемещения диска (5) вверх-вниз обеспечиваются стаканом (10) в направляющем узле (11). На диске (5) установлены части электросоединителей, датчики (13) положения диска и штоки (14) блока пружин (15). Под действием этих пружин диск (5) находится в нижнем исходном положении. Тарельчатые пружины (17) обеспечивают усилие стяжки пассивного устройства с АУ. Мишень (18) служит для наведения манипулятора с АУ. Техническим результатом изобретения является автоматическая (без использования ручных операций) электромеханическая стыковка полезного груза с элементами космического корабля. 2 ил.

Изобретение относится к средствам и инструментам внекорабельной деятельности. Предлагаемое активное устройство фиксации использует привод инструмента манипулятора. На переднем торце корпуса устройства выполнены профилированные направляющие выступы. Выдвижная штанга выполнена в виде головки и самотормозящейся пары, взаимодействующей с указанным инструментом. Управляемые защелки головки снабжены элементами фиксации. В кинематической цепи привода установлена тормозная муфта для фиксации полезного груза. На заднем торце корпуса выполнен такелажный элемент с профилированными выступами и мишень для наведения манипулятора. Техническим результатом изобретения является создание механизма для многоразовой стыковки, управляемого с помощью одного привода манипулятора. 2 ил.

Изобретение относится к космической технике и предназначено для обеспечения автоматической стыковки космических аппаратов. Стыковочное устройство для космических аппаратов содержит стыковочный агрегат со шпангоутом, закрепленным на корпусе космического аппарата, и крышку люка, на внешней стороне которой закреплен приемный конус, заканчивающийся гнездом в форме стакана с продольными прорезями. На дне гнезда установлен разъем «розетка» и стыковочный механизм, опирающийся на конус и заканчивающийся хвостовиком с разъемом «вилка» и пружинными толкателями. Разъемы «розетка-вилка» состыкованы. На внешней стороне стыковочного механизма установлена штанга с головкой захвата. Штанга содержит датчики касания, подпружиненные защелки, электропривод которых и электропривод штанги установлены внутри корпуса стыковочного механизма. Цепи управления электроприводами и сигнальные цепи датчиков касания выведены через состыкованные разъемы на разъем крышки люка. Техническим результатом изобретения является обеспечение андрогинности устройства за счет трансформации стыковочного устройства активного в стыковочное устройство пассивное. 1 ил.

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано в системах отделения космических аппаратов (КА). Система отделения КА, установленная между несущей конструкцией ракеты-носителя (РН) и КА, содержит корпус, состоящий из силовых опор и стенок с замками и толкателями, болтовые соединения, дискретно размещенные по периметру корпуса демпфирующие узлы, состоящие из резиновых прокладок и пластинчатых упоров с резьбовыми отверстиями, промежуточную раму, элементы крепления, резьбовые стыковочные элементы. Устанавливают на верхнюю часть корпуса системы отделения замки и толкатели, устанавливают демпфирующие узлы на промежуточную раму, обжимают демпфирующие узлы, контролируют величину усилия обжатия демпфирующих узлов, фиксируют демпфирующие узлы в обжатом состоянии относительно промежуточной рамы, закрепляют посредством замков и толкателей промежуточную раму к верхней части корпуса к нижнему торцу корпуса, стыкуют КА к верхней части корпуса, корпус с состыкованным КА через промежуточную раму устанавливают и закрепляют затяжкой болтовых соединений на несущую конструкцию РН через демпфирующие узлы. Изобретение позволяет уменьшить нагрузки на КА упростить установку КА на РН. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 11 ил.
Наверх